Моделирование функции вертлужной губы

  

Моделирование функции вертлужной губы 

Важным элементом тазобедренного сустава является вертлужная губа, labrum acetabulare. С целью уточнения ее функции из полиэтиленовой пластины толщиной 0.5 мм вырезано кольцо. По нашей мысли, оно явилось аналогом вертлужной губы, labrum acetabulare. Внешний диаметр кольца равнялся диаметру модели вертлужной впадины 70 мм, а внутренний составил 40 мм, что было меньше диаметра головки модели (54 мм). Ширина аналога вертлужной губы составила 15 мм. В нем выполнены отверстия, противолежащие отверстиям торца модели вертлужной впадины (Рис. 1).

Рис. 1. Аналог вертлужной губы, labrum acetabulare, - механической модели тазобедренного сустава.

  

Бедренная часть модели демонтирована, на стержень эндопротеза надето полиэтиленовое кольцо – аналог вертлужной губы, labrum acetabulare. Затем с головкой бедренной части соединена модель вертлужной впадины. После этого аналог вертлужной губы прикреплен к торцу модели вертлужной впадины винтами М3 (Рис. 2).

Рис. 2. Соединение головки бедренной части модели с моделью вертлужной впадины посредством аналога вертлужной губы; вверху – вид сбоку, внизу - вид с латеральной стороны.

  

Далее механическая модель тазобедренного сустава собрана вновь. Отмечено, что модель вертлужной впадины имела возможность вращения относительно головки в трех плоскостях, но с некоторым усилием вследствие трения кольца о головку и прижатия последней к модели вертлужной впадины. Амплитуда вращательных движений во фронтальной и горизонтальной плоскости сократилась. Она ограничивалась моментом контакта шейки модели бедренной кости и внутреннего края полиэтиленового кольца – аналога вертлужной губы, labrum acetabulare (Рис. 3). 

Рис. 3. Механическая модель тазобедренного сустава с аналогом вертлужной губы, labrum acetabulare (вид сверху); вверху – воспроизведена пронация, внизу – воспроизведена супинация.

 

Модель вертлужной впадины удерживалась на головке практически в любом положении без постороннего вмешательства. Однако имелась тенденция к опрокидыванию тазовой части модели вниз в сторону, противоположной головке. Наиболее устойчивым явилось положение с воспроизведением в шарнире модели отведения (Рис. 4). 

Рис. 4. Механическая модель тазобедренного сустава с аналогом вертлужной губы, labrum acetabulare; воспроизведено положение отведения (вид спереди).

 Величина поступательного смещения модели вертлужной впадины вдоль горизонтальной оси оказалась резко ограничена и определялась эластичностью аналога вертлужной губы, labrum acetabulare. Для снятия модель вертлужной впадины с головки бедренной части требовалось приложить значительное усилие (Рис. 5). 

Рис. 5. Механическая модель тазобедренного сустава с аналогом вертлужной губы, labrum acetabulare; вверху – воспроизведен продольный люфт в шарнире модели вдоль горизонтальной оси, внизу – тазовая часть модели снята с головки бедренной части.

Аналог вертлужной губы, labrum acetabulare, оказался своего рода упругим запорным кольцом разъемного шарового шарнира трехмерной механической модели тазобедренного сустава.

Затем в рамках данного этапа экспериментальных исследований на головку бедренной части нанесено масло смазочное бытовое (ТУ 1–15–691–77). Означенный прием впервые был описан в предыдущей нашей работе (Архипов-Балтийский С.В., 2004). 

Отмечено снижение трения при вращательных движениях в шарнире модели. Смазочное масло, заполняя зазор между головкой и полиэтиленовым кольцом, увеличивало герметичность внутренней полости тазовой части модели (аналог вертлужного канала, canalis acetabularis, тазобедренного сустава, articulatio coxae). Это несколько увеличило усилие, необходимое для реализации форсированного продольного люфта вдоль горизонтальной ости. Энергичное поступательное смещение головки модели сопровождалось эффектом присасывания воздуха во внутреннюю полость модели вертлужной впадины через выточку и технологические отверстия. Означенное явление и силы поверхностного натяжения смазки увеличивали соединение трущихся частей шарнира модели.

Таким образом, экспериментами, моделирующими функцию вертлужной губы, labrum acetabulare, тазобедренного сустава, продемонстрировано, что она:

- принимает участие в соединении головки бедренной кости, caput femoris, и вертлужной впадины, acetabulum;

- упруго прижимает головку бедренной кости, caput femoris, к вертлужной впадине, acetabulum, и ограничивает фронтальный люфт в тазобедренном суставе, articulatio coxae;

- ограничивает амплитуду вращательных движений в тазобедренном суставе, articulatio coxae, за исключением движений в сагиттальной плоскости;

- отделяет и герметизирует вертлужную часть тазобедренного сустава, articulatio coxae.

Кроме этого, выяснено, что синовиальная жидкость (синовия) увеличивает значение вертлужной губы, labrum acetabulare, в удержании головки бедренной кости, caput femoris, в вертлужной впадине, acetabulum, а также уменьшает истирание вертлужной губы, labrum acetabulare. Причем, продольный люфт головки бедренной кости, caput femoris, вдоль горизонтальной оси способен обеспечить циркуляцию синовии, в частности: поступление ее в ацетабулярную часть сустава через зазор между головкой бедренной кости, caput femoris, и вертлужной губой, labrum acetabulare.  

Смотри также:

Механическая модель тазобедренного сустава

Моделирование взаимодействия суставных поверхностей 

Моделирование функции синовиальной жидкости 

Моделирование функции внесуставных связок тазобедренного сустава

                                                                     

Критика

Конструкция имитировала естественный сустав, но, по сути, являлась прототипом тотального эндопротеза тазобедренного сустава. Вместе с тем описанную модель можно рассматривать и как материализованный концепт искусственного сустава с аналогом вертлужной губы.

Примечания

Исходная версия представленного экспериментального материала впервые опубликована в одиннадцатой главе второго тома монографии с юмором названой «Биомеханика пингвинов» [academia.edu]. Данная работа написана для личного использования и узкого круга лиц. В книге собраны, систематизированы и проанализированы результаты 25-ти лет изучения ligamentum capitis femoris и смежных тем.

Расшифровку цитированных источников смотри в Списке литературы.

Первоисточник

Архипов СВ. Биомеханика пингвинов: заметки к вопросу о причинах ковыляющей походки и перспективах ее ремоделирования во имя обретения грациозности, сочиненные врачом, к.м.н. Сергеем Васильевичем Архиповым, в бытность им с 1992-го по 2017-й год хирургом и травматологом-ортопедом, по вдохновению в 1991-ом году его сестрою Еленой Васильевной, со светлой любовью к ней и благодарностью! Манускрипт в 5 томах. Т. 2. Главы 7-11. Напечатано Автором во граде Королев при попечении его супруги Людмилы Николаевны, ММXVIII A.D. [2018], bonum factum! [на благо и счастье], 452 с. [academia.edu]

Ключевые слова

роль, функция, эксперимент, механическая модель, вертлужная губа

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ